机电一体化技术发展及应用探析

许栋　丁海东

摘要：在全球经济一体化体制建立和发展的促进下，我国的科学技术得到了飞速的发展。机电一体化技术作为现代科学技术的核心内容之一，被广泛应用于生产的各个环节当中，且其发展日益趋向于多元化。基于对此观点的认识，就机电一体化技术的发展及应用进行了探析。

关键词：机电一体化技术；发展；应用

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2014）08018001

1机电一体化技术的发展

1.1趋向智能化

智能化是机电一体化技术发展的主要方向之一。现代科学技术在这方面的研究也取得了优异的成果，主要表现在机器人和数控机床智能化。所谓的机电一体化技术智能化是指对机械行为的一种描述，这其中包括了对控制学、运筹学、模糊数学、心理学、生理学以及混沌动力学等相关知识的运用，使其具备一定的人类智力，从而自主产生预定行为。我们无可否认，机电一体化产品具有一定的人为操控性，要想使其完全替代人类工作是不可能的。但是，通过一定的技术处理后赋予其较为低级的人类智能或部分智能，则是可能实现的也是未来机电一体化技术发展的重点研究课题之一。

1.2趋向数字化

数字化是现代机电一体化技术发展的标志，是信息化网络时代的产物。微控制器的发展与应用为机电产品数字化夯实了基础，例如，数控机床设备与机器人的研发。在此过程中，计算机网络的盛行与渗入，为先进数字化设计技术和制造技术的发展引明了方向，例如，虚拟设计、计算机集成制造等。机电一体化技术发展趋于数字化对相关产品提出了更高的要求，要求软件的设计与开发具备更高的稳定性、易控制性、可维护性、自我诊断甚至修复能力以及友好人机界面。数字化在机电一体化产品中的实现为机器的远程操控、诊断和修复提供了便利。

1.3趋向网络化

网络技术的的发展与应用，使得机电一体化产品变得更为实用和可靠，受到了人们广泛的青睐。机电一体化技术趋于网络化，其远程控制和监视技术得到了进一步的发展，而远程控制终端设备又隶属于机电一体化产品，因此，我们应注重机电一体化技术在网络化时代的融入，并将其列为研究的重点方向。现场总线和局域网络技术是现代科技发展的必然趋势，将家用电器实现在以计算机控制为中心的家电网络系统当中，从而为人们的生活带来更多的方便和快乐。所以，机电一体化技术网络化是其未来发展的重点方向。

1.4趋向微型化

微型化是一个现代科技总体发展的趋势，更利于人们的操作，从空间的角度实现了节约的目的。应用微型机电一体化技术生产的产品体积小、能耗少、携带方便、运动灵活，其在医疗、军事、信息等方面的优势无与伦比。现阶段机电一体化技术在微型领域发展的瓶颈在于微机械技术，其相关产品的生产加工采用先进的精细化加工技术，主要包括光刻技术以及刻蚀技术两种。

1.5趋向绿色化

机电一体化技术趋于绿色化体现在相关产品的设计、制造、使用和回收等各个环节，要求其符合环境保护以及能源控制标准，以尽量较少甚至是规避对生态环境的不良影响，具有重要的发展意义。绿色化的机电一体化产品主要是指，在生产制造和使用过程中对生态环境无害，废弃后可以回收再利用。

2机电一体化技术的应用

2.1机电一体化技术在数控机床中的应用

我国在相关领域的发展具有近五十年的历史，无论是构造设计、使用功能还是操控精度方面，机电一体化技术在数控机床中的应用效果都极为明显，如构造设计方面，构造的总线式以及紧凑型、结构的模块化都得以实现，这主要归功于对多CPU和总线体系结构的应用；使用功能方面，开放式的设计加以WOP技术的应用使得机械智能化得以实现，除此之外，模块化的软件设计和大容量存储器的使用，都大大提升了数控机床的可操作性以及其技术精度，从而为先进产品的加工制造提供了良好的机械技术基础。

2.2机电一体化技术在计算机集成制造系统中的应用

计算机集成制造系统又称CIMS，是指以机电一体化技术的应用为基础，从而实现各分散系统的优化和综合，这样消除传统意义层面上部门之间界限的同时有利于达到经营决策和产品研发以及生产预备、实验甚至管理之间的有机化结合的目标。在此过程中，相关企业各构造之间的集成度得到了大大的提升，使得各生产要素之间的配置不断优化，从而有利于各生产要素发挥其应有效能。

2.3机电一体化技术在柔性制造系统中的应用

柔性制造系统又称FMS，是指以机电一体化技术的应用为基础，该系统构成含括了计算机、机器人、数控机床、料盘、自动化仓库、自动运输小车等，其优势在于可根据生产装配的需要任意调整所需时间、地点以及数量，尤其适用于种类繁多、批量不大且更改频率较高的零散零件的生产。

2.4机电一体化技术在工业机器人中的应用

机电一体化技术在工业机器人中的应用历经了三个层次的转变，第一个层次的工业机器人不具备智能化，主要根据设置的要求进行同一动作或运动的重复，其在作业环境以及对象变换中的适应能力较差；第二层次的工业机器人智能化程度则有所提升，通过应用较为先进的传感元件，使得机器人能够简单的分析并获取作业环境以及对象的一般信息，继而经过计算机转化做出相应的判断，从而依据反馈数据的不同控制运动的方式，已初具实用性；第三层次的工业机器人智能化得到了一定的提升，且表现的较为完善，其不仅可将更多的感知信息传输给你，而且可运行较为繁杂的逻辑思维，并作出正确判断与决策，继而控制机械的运行轨迹及方式，具有较强的作业环境以及对象变换适应能力，其行动表现出了一定的独立性，这与第五代计算机的发展与应用有着密不可分的联系。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京：科学出版社，2004.

[2]陈辉，王磊.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].国内外机电一体化技术，2009.

作者简介：边鹏飞（1990-），男，贵州大学电气工程学院硕士研究生，主要研究方向控制理论及其应用；何志琴（1971-），女，贵州大学教授，现主要从事控制理论及其应用等方面的研究。